壁流式柴油机颗粒过滤体捕集性能的实验研究

过滤压降和过滤效率是评价过滤体性能的重要指标.实验室搭建了捕集柴油机颗粒的发动机台架.通过台架实验,研究了过滤体结构参数对过滤体性能的影响.研究结果表明;随过滤体长度的增加,过滤压降逐渐减小,初始过滤效率先缓慢增加,后急剧下降;增加过滤体的孔隙率有利于降低过滤体初始压降和压降增长率;孔隙率较低的过滤体具有较高的初始过滤效率,但在颗粒层过滤阶段,孔隙率对过滤效率的影响不明显;颗粒层的沉积结构特性受过滤速度的影响,颗粒层比阻与颗粒层堆积厚度乘积的变化率随过滤速度的变化呈非线性关系变化.     

DPF再生过程的热冲击研究

再生来流热冲击造成柴油机微粒过滤体(DPF)内部出现较大的温度梯度,导致热应力破坏。基于数学模型,开展了来流热冲击对DPF白载体内部温度梯度影响规律的数值研究。结果表明:热冲击时,DPF前后两端分别将出现两个温度梯度极值波峰。随流量增加,前端的两个波峰值逐渐减小,后端的两个波峰值呈先增大后减小的趋势;因此存在最佳的流量区以降低内部温度梯度。此外,增加DPF壁厚和载体材料的热导率,也可显著降低DPF内部的温度梯度。     

不同堆积方式下碳黑颗粒氧化特性的实验研究

本文将自由堆积和DPF中错流沉积碳黑颗粒的氧化再生进行对比，从气体排放、颗粒物排放、氧化再生效率以及能量利用率进行分析，探索DPF再生时气体和颗粒排放规律和特性。实验结果表明：自由堆积碳黑颗粒受热升温快，生成的CO/CO₂气体很快达到峰值，但氧扩散受限，气体达到峰值后缓慢下降。DPF载体传热缓慢，错流沉积碳黑颗粒氧化产生气体的出峰时间延后，但来流充分与颗粒接触，生成气体峰值大，再生迅速且效率高，排出的颗粒物数量浓度升高，且存在大粒径颗粒物释放现象。提高温度，两种堆积方式的氧化再生效率增加，实时效能比先升高后下降，存在最佳的加热时间。本文研究结果将为探索DPF再生时出口颗粒排放特性，颗粒物来源分析奠定理论基础和实验参考。